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目录1

第一章 固体的结构1

1.1晶体点阵2

1.2晶体原胞7

1.2.1初基原胞8

1.2.2惯用原胞8

1.2.3维格纳-赛兹原胞9

1.3晶体的对称性10

1.4晶体点阵的基本类型17

1.4.1二维情况17

1.4.2三维情况19

1.5晶面和晶向指数22

1.6简单晶体结构26

1.6.1金刚石结构27

1.6.2六角密堆积结构28

1.6.3氯化钠结构31

1.6.4氯化铯结构32

1.6.5立方硫化锌（闪锌矿）结构32

1.6.6六角硫化锌（纤锌矿）结构33

1.7非晶结构34

小结38

习题39

参考文献45

第二章 固体的衍射46

2.1X射线谱46

2.2布喇格定律和劳厄方程48

2.2.1布喇格定律48

2.2.2劳厄方程50

2.3倒易点阵53

2.3.1倒易点阵概念的引出53

2.3.2晶体点阵和倒易点阵的关系55

2.3.3厄瓦耳德图解56

2.4.1劳厄法59

2.4晶体衍射的实验方法59

2.4.2周转晶体法62

2.4.3粉末法63

2.5布里渊区65

2.6晶体内电子密度的付里叶分析71

2.7厚子散射因子74

2.7.1一个电子对X射线的散射74

2.7.2一个原子对X射线的散射76

2.7.3原子散射因子的计算77

2.8几何结构因子78

小结81

习题83

参考文献89

第三章 固体的结合90

3.1晶体中原子间的互作用力和互作用势能90

3.2晶体的内能92

3.3离子键和离子型晶体96

3.3.1离子晶体的结合能96

3.3.2离子半径和晶体结构间的关系101

3.4共价键和共价型晶体105

3.4.1共价键的能量105

3.4.2轨道的杂化和共价晶体结构113

3.5金属键和金属型晶体118

3.6范德瓦斯力和分子型晶体120

3.6.1范德瓦斯互作用势能122

3.6.2分子晶体的结合能125

3.6.3分子型晶体和非晶体126

3.7氢键和氢键型晶体128

小结130

习题131

参考文献137

第四章 点阵振动138

4.1一维点阵振动139

4.1.1一维单原子的点阵振动139

4.1.2一维双原子的点阵振动147

4.2晶体中原子振动的简正坐标和简正频率152

4.3三维点阵振动156

4.3.1三维单原子的点阵振动156

4.3.2带有基元的三维点阵的点阵振动164

4.4点阵振动的量子化167

4.4.1点阵振动的量子化167

4.4.2声子的动量169

4.4.3爱因斯坦模型172

4.5晶体对光子和中子的散射175

4.5.1X射线的热散射175

4.5.2中子的散射177

小结179

习题180

参考文献182

第五章 晶体缺陷183

5.1点缺陷的统计热力学理论183

5.1.1单一原子晶体中的点缺陷186

5.1.2离子晶体中的点缺陷188

5.1.3统计理论的进一步修正189

5.2扩散192

5.2.1扩散方程192

5.2.2扩散的微观机构193

5.2.3测定扩散系数的实验方法196

5.3合金及其有序化198

5.3.1固溶体200

5.3.2休谟-饶塞里定律204

5.3.3合金的有序一无序转变206

5.4位错210

5.4.1晶体的塑性和滑移211

5.4.2位错及其主要类型216

5.4.3位错的应力场218

5.4.4位错源和位错增殖221

5.5固体的强度224

5.5.1固体的脆性强度224

5.5.2固体强度与时间的关系227

5.5.3增大固体强度的方法230

小结232

习题233

参考文献238

第六章 固体的热学性质239

6.1德拜的固体热容量理论239

6.1.1德拜理论240

6.1.2德拜理论和实验的比较245

6.2晶体的状态方程和热膨胀247

6.2.1晶体的状态方程248

6.2.2晶体的热膨胀和非简谐作用249

6.3.1声子一声子相互作用251

6.3晶体的热传导251

6.3.2晶体的热导率252

6.3.3热导率与温度的关系253

6.4金属自由电子气模型255

6.5费密-狄拉克分布258

6.6电子气的性质262

6.7电子气的热容量267

6.8金属的电导率和热导率270

6.8.1金属的电导率270

6.8.2金属的热导率272

6.8.3金属的热导率与电导率之比274

小结275

习题277

参考文献280

第七章 能带理论283

7.1电子在周期势场中运动的波函数283

7.1.1平移算符284

7.1.2波函数的平移性质285

7.1.3布洛赫波287

7.1.4波函数在有限晶体的归一化288

7.2电子在周期势场中运动的速度和加速度291

7.2.1准动量292

7.2.2电子的有效质量295

7.2.3速度和准动量间的关系299

7.2.4加速度302

7.3微扰理论305

7.4准自由电子近似308

7.4.1模型和零级近似308

7.4.2微扰计算310

7.4.3简并微扰计算312

7.4.4能带的形成318

7.5准束缚电子近似323

7.5.1零级近似波函数324

7.5.2微扰分析326

7.5.3能量计算328

7.5.4简立方、体心立方和面心立方晶体的能带330

7.6.1原胞法，金属的结合能336

7.6能带的计算336

7.6.2缀加平面波（APW）法343

7.6.3膺势法344

7.7导体、半导体和绝缘体346

7.8能态密度350

7.9X射线谱和能带结构354

7.10能带理论的限制，金属—绝缘体转变355

小结357

习题358

参考文献368

8.1金属的能带结构和费密面369

第八章 金属的费密面和导电性369

8.1.1单价金属的能带结构和费密面370

8.1.2多价金属费密面的构成373

8.1.3过渡金属的能带结构378

8.2测定费密面的实验方法379

8.2.1晶体电子在磁场中的运动379

8.2.2电子轨道的量子化382

8.2.3德哈斯-范阿耳芬效应386

8.3分布函数和玻耳兹曼方程390

8.4金属的电导率394

8.5.1用τ（k）表述碰撞项的条件398

8.5各向同性弹牲散射和弛豫时间398

8.5.2弛豫时间401

8.6点阵散射和电导401

8.6.1点阵振动引起的点阵势能的变化402

8.6.2点阵振动对电子的散射几率403

8.6.3微扰矩阵元的计算405

8.6.4弛豫时间的计算406

8.7合金的性质和能带结构410

8.8合金的电导415

小结417

习题419

参考文献424